مدل‏سازی عددی سلول‏های جریان ثانویه در کانال‏های ذوزنقه‏ای با زبری یکنواخت

کانال‏های روباز ذوزنقه‏ای یکی از رایج‏ترین و بهینه‌ترین مقاطع مورد استفاده در سیستم‌های انتقال آب هستند و به همین دلیل بررسی شرایط جریان در آن‏ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. از مهم‌ترین موضوعات بررسی جریان در کانال‌ها می‌توان به اثر مؤلفه‌های عرضی سرعت روی جریان اشاره نمود که بارزترین این اثرات، ایجاد سلول‌های جریان ثانویه است. عوامل متعددی نظیر زبری جداره‌های کانال می‌توانند بر نحوه‌ی شکل‌گیری این سلول‌ها مؤثر باشند. از آنجایی‌که بررسی آزمایشگاهی شرایط جریان در کانال‌ها هزینه‌های زمانی و مالی زیادی در برداشته و نیازمند دسترسی به آزمایشگاه‌های مجهز است، محققین به دنبال جایگزینی این بررسی‌ها با روش‌های ارزان‌تری نظیر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می‏باشند. در مطالعه‌ی حاضر با بهره‌گیری از دینامیک سیالات محاسباتی در قالب استفاده از نرم‌افزار محاسباتی ANSYS CFX شرایط جریان در کانال روباز ذوزنقه‌ای با جداره‌های زبر مدل‌سازی شده، تغییرات سلول‌های جریان ثانویه و توزیع پارامترهای هیدرولیکی جریان نظیر سرعت عمق متوسط و تنش برشی مرزی تحت تاثیر افزایش یکنواخت در زبری جداره‌های کانال مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از تغییر ابعاد و موقعیت قرارگیری سلول‌ها در اثر افزایش یکنواخت زبری است. همچنین این افزایش موجب کاهش سرعت متوسط عمقی و افزایش تنش برشی مرزی می-گردد.